专利名称：一种柔性连接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种柔性连接装置，特别涉及一种用于大行程工件台减振 的柔性连接装置。
背景技术：
传统的光刻机工件台大多采用多层的导轨技术，工件台的底部直接与减振系统连接。但是，随着硅片直径从200mm增加到300mm,工件台运动行程必须 随之增加；随着产率要求的提高，运动速度也随之提高；以及线宽和套刻精度 的要求越来越高，工件台的运动精度也越来越高。特别是超精密定位平台，已 成为下一代半导体芯片光刻印刷制造装置的核心技术。光刻装置的高速度与高 精度的要求对工件台的减振设计提出了更加高的要求。但是根据研究发现，要 提高减振要求难度较大，成本也较高。中国专利CN200410009257.X (
公开日2005年03月16日)利用平衡块技 术在很大程度上提高了工件台的运动精度，减小了减振系统的实现难度。平衡 块技术利用了动量守恒原理，也就是将电机的定子安装在质量较大的平衡块上， 动子与平衡块分别用气浮轴承支撑。在动子与定子的相互作用下，它们便分别 向相反的方向运动，用于消除由于运动反力引起的振动。但是，平衡块技术存 在位置补偿问题。为了更好的消除应力， 一般来说平衡块只是限制Rx, Ry和Z 方向的自由度，而在X, Y和Rz方向是自由的。虽然对于X和Y方向的位置 补偿通过直接控制X和Y向电机就可以直接实现，但是Rz的补偿就比较困难。在美国专利US7034920 (
公开日2006年04月25日)和US6885430 (公 开日2005年04月26日)中，都是通过两个Y向长行程电机补偿其因平衡块 的摆动产生的偏转。这种结构相对复杂，而且增加了两个直线电机。另一种补偿方式就是美国专利US6635887 (
公开日2003年10月21日) 公开的一种柔性连接技术。该柔性块连接直线电机及其导轨，横梁和两个直线 电机刚性联接。通过直线电机的不同步运动，依靠柔性块的变形来实现Rz方向的精密补偿。但是，该结构要求直线电机的定子和动子之间实现相对的旋转运 动，对电机本身有特殊的要求，因为一般的直线电机不具备上迷的自由度。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种柔性连接装置，该装置不仅能够补偿运动 平台带来的旋转误差，而且能保证橫梁的旋转定位精度达到微米级别，能满足 大行程精密工件台减振系统的连接要求。本实用新型的目的是这样实现的 一种柔性连接装置，用于工件台上橫梁 与Y向直线电机的动子的连接，所述的柔性连接装置包括主柔性块和副柔性块， 横梁的两端通过主柔性块和副柔性块分别与Y向直线电机的动子连接。所述的主柔性块具有X向和Rz向的柔性；所述的X向柔性通过C型的薄 片弹簧结构实现的；所述的Rz向柔性是直线形的薄片弹簧结构实现的。所述的副柔性块具有Rz方向的柔性，Rz向柔性通过直线形的薄片弹簧结 构实现的。所述的主柔性块和副柔性块上分别装有緩沖器和接触开关。 本实用新型由于采用了上述的结构，使之与现有技术相比，具有以下的优 点和积4及效果1. 本实用新型的柔性连接装置，通过柔性快的变形不仅实现了减振，而且 实现了位置误差补偿和防止运动卡死；2. 本实用新型的柔性连接装置，采用不同结构的主、副柔性块，主柔性块 具有X和Rz两个方向的柔性，副柔性块只有Rz方向的柔性，这样的结构比较 筒单，同时能够保证其他方向的刚度。3. 本实用新型的柔性连接装置，在柔性块上安装緩冲器和接触开关，起到 保护系统的作用。
本实用新型的柔性连接装置的具体结构由以下的实施例及附图给出。 图1为本实用新型的柔性连接装置应用于工件台的立体结构示意图2为本实用新型的柔性连接装置的局部结构俯视图。
具体实施方式
以下将对本实用新型的柔性连接装置作进一步的详细描述。 本实用新型提供了一种柔性连接装置，如图1所示，该柔性连接装置，用于工件台的减振连接，所述的工件台包括横梁103和Y向直线电机的动子101a、 101b,所述的柔性连接装置包括主柔性块102a和副柔性块102b,横梁103的两 端通过主柔性块102a和副柔性块102b分别与Y向直线电^L的动子101a、 101b连接。基础框架1自身具有一定的调平能力，它为平衡定位系统提供一个牢固可 靠的工作平台。X向平衡块2具有X、 Y、和Rz方向的自由度。Y向平衡块3a 和3b只有Y向自由度。主柔性块102a具有X向和Rz向两个方向的柔性，即自由度，副柔性块102b 只有Rz方向的柔性，即自由度。如图2所示，在主柔性块102a上装有緩沖器104a和接触开关105a;在副 柔性块102b上装有緩沖器104b和接触开关105b。当工件台4开始工作的时候，Y向直线电机推动横梁103作Y方向的运动， 产生的Y向反作用力由Y向平衡块3a和3b抵消，同样，X向直线电机推动工 件台作X向的运动，产生的X向反作用力由X向平衡块2抵消。当工件台偏离中心位置的时候，X和Y向电机驱动产生的反作用力不仅仅 是X向和Y向的，同时还有Rz方向的扭矩。X向平衡块2具有Rz方向的自由 度，因此，当电4iU^动产生Rz方向的扭矩后，X向平衡块2会产生Rz方向的 旋转，来平衡这个扭矩。X向平衡块2的旋转导致了上面整体的旋转，因此，要通过调整两个Y向 电机的相对位置来补偿这个旋转。此时，主柔性块102a上的A处拉伸，B处产 生Rz的旋转。副柔性块102b的C处产生Rz的旋转。该柔性连接装置通过柔 性块的变形，使得横梁103产生相应的旋转，进行精密的位置误差补偿。由于要求除了需要柔性的方向外，别的方向都要求较高的刚度来保证运动 的平稳性和可控性，因此，柔性快采用的不同的结构。这样，简化了副柔性块
102b的结构，提高了它的刚度，从而提高了整体的刚度和模态。如果在控制中出现信号误差，使得两台直线电机运动出现偏差，柔性快也 产生同样的变形，从而避免电机卡死。如果误差继续增加，超过了正常的范围， 柔性块上的緩冲器104a、 104b首先接触到柔性块的上部，起到一个緩冲的作用， 紧接着，接触开关105a、 105b也会与上部接触， 一旦接触开关有信号传出，表 明系统发生了严重的错误，电机立即停止运动，从而起到保护的作用。
权利要求1、一种柔性连接装置，用于工件台上横梁(103)与Y向直线电机的动子(101a和101b)的连接，其特征在于所述的柔性连接装置包括主柔性块(102a)和副柔性块(102b)，横梁(103)的两端通过主柔性块(102a)和副柔性块(102b)分别与Y向直线电机的动子(101a和101b)连接。
2、 如权利要求1所述的柔性连接装置，其特征在于所述的主柔性块(102a) 具有X向和Rz向的柔性。
3、 如权利要求2所述的柔性连接装置，其特征在于所述的X向柔性是C 型的薄片弹簧结构实现的。
4、 如权利要求2所述的柔性连接装置，其特征在于所述的Rz向柔性是 直线形的薄片弹簧结构实现的。
5、 如权利要求1所述的柔性连接装置，其特征在于所述的副柔性块(102b) 具有Rz方向的柔性。
6、 如权利要求5所述的柔性连接装置，其特征在于所述的Rz向柔性是 直线形的薄片弹簧结构实现的。
7、 如权利要求1所述的柔性连接装置，其特征在于所述的主柔性块(102a) 上装有緩沖器(104a)和接触开关(105a)。
8、 如权利要求1所述的柔性连接装置，其特征在于所述的副柔性块(102b ) 上装有緩沖器(104b)和接触开关(105b)。
专利摘要本实用新型提供了一种柔性连接装置，用于工件台的减振连接。所述柔性连接装置通过主柔性块和副柔性块的不同自由度的变形，不仅实现了长行程工件台的减振，而且实现了位置误差补偿和防止运动卡死；另外，结构比较简单，同时能够保证其他方向的刚度；在柔性块上安装的缓冲器和接触开关，也对系统运动起到了保护的作用。
文档编号G03F7/20GK201051210SQ20072007143
公开日2008年4月23日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者洋 吕, 袁志扬 申请人:上海微电子装备有限公司